Model-independent measurement of the transversity amplitudes of the B0→K∗0μ+μ− decay
LHCb के 8.4 fb−1 डेटा का उपयोग करते हुए, यह अध्ययन लेजेंड्रे बहुपदों (Legendre polynomials) के माध्यम से B0→K∗0μ+μ− ट्रांसवर्सिटी एम्पलीट्यूड्स का एक मॉडल-स्वतंत्र मापन प्रस्तुत करता है, जो विल्सन गुणांक C9 में स्टैंडर्ड मॉडल भविष्यवाणियों से महत्वपूर्ण विचलन को प्रकट करता है जो संभावित न्यू फिजिक्स से हैड्रोनिक प्रभावों को अलग करने में मदद करते हैं।
मूल लेखक: LHCb collaboration, R. Aaij, M. Abdelfatah, A. S. W. Abdelmotteleb, C. Abellan Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, A. A. Adefisoye, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, C. Agapopoulou, C. A. Aidala, S. Akar, K. Akiba, H. Al Saleh, P. Albicocco, J. Albrecht, R. Aleksiejunas, F. Alessio, P. Alvarez Cartelle, S. Amato, J. L. Amey, Y. Amhis, Z. Amos, L. An, L. Anderlini, P. Andreola, M. Andreotti, S. Andres Estrada, A. Anelli, D. Ao, C. Arata, F. Archilli, Z. Areg, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, L. Arnone, M. Artuso, E. Aslanides, R. Ataíde Da Silva, M. Atzeni, B. Audurier, J. A. Authier, D. Bacher, I. Bachiller Perea, S. Bachmann, M. Bachmayer, J. J. Back, M. Bai, Z. B. Bai, V. Balagura, A. Balboni, W. Baldini, Z. Baldwin, L. Balzani, H. Bao, J. Baptista de Souza Leite, C. Barbero Pretel, M. Barbetti, I. R. Barbosa, W. Barker, R. J. Barlow, M. Barnyakov, S. Baron, S. Barsuk, W. Barter, J. Bartz, S. Bashir, B. Batsukh, P. B. Battista, A. Bavarchee, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I. B. Bediaga, N. A. Behling, S. Belin, A. Bellavista, I. Belyaev, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, J. L. M. Berkey, R. Bernet, A. Bertolin, L. Bertsch, F. Betti, J. Bex, O. Bezshyyko, S. Bhattacharya, M. S. Bieker, N. V. Biesuz, A. Biolchini, M. Birch, F. C. R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc, J. E. Blank, S. Blusk, J. A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bohare, C. Bolognani, R. B. Bonacci, A. Bordelius, F. Borgato, S. Borghi, M. Borsato, J. T. Borsuk, E. Bottalico, S. A. Bouchiba, M. Bovill, T. J. V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, J. D. Brandenburg, A. Brea Rodriguez, N. Breer, C. Breitfeld, J. Brodzicka, J. Brown, E. Buchanan, M. Burgos Marcos, C. Burr, C. Buti, J. S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, A. Campomagnani, A. C. Campos, A. F. Campoverde Quezada, Y. Cao, S. Capelli, M. Caporale, L. Capriotti, R. Caravaca-Mora, A. Carbone, L. Carcedo Salgado, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carus, A. Casais Vidal, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, I. Celestino, S. Cesare, A. J. Chadwick, M. Charles, Ph. Charpentier, E. Chatzianagnostou, R. Cheaib, M. Chefdeville, C. Chen, J. Chen, S. Chen, Z. Chen, A. Chen Hu, M. Cherif, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, G. Chizhik, V. Chobanova, A. Christakakis, M. Chrzaszcz, Y. Chu, V. Chulikov, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, P. Cifra, P. E. L. Clarke, M. Clemencic, H. V. Cliff, J. Closier, C. Cocha Toapaxi, V. Coco, A. Codovini, C. Codovini, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, S. Collaviti, P. Collins, T. Colombo, M. Colonna, A. Comerma-Montells, L. Congedo, J. Connaughton, A. Contu, N. Cooke, G. Cordova, C. Coronel, I. Corredoira, A. Correia, G. Corti, G. C. Costantino, C. Cotirlan, J. Cottee Meldrum, B. Couturier, D. C. Craik, N. Crepet, M. Cruz Torres, M. Cubero Campos, E. Curras Rivera, R. Currie, C. L. Da Silva, X. Dai, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, G. Darze, A. Davidson, O. De Aguiar Francisco, C. De Angelis, F. De Benedetti, J. de Boer, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, U. De Freitas Carneiro Da Graca, F. De Gregorio, E. De Lucia, J. M. De Miranda, L. De Paula, A. De Robertis, E. De Santis, M. De Serio, P. De Simone, F. De Vellis, J. A. de Vries, F. Debernardis, D. Decamp, S. Dekkers, L. Del Buono, B. Delaney, B. Demaire-Lepape, J. Deng, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, J. F. Diverchy, A. D. Docheva, A. Doheny, C. Dong, F. Dordei, J. Dorta Moreno, A. C. dos Reis, J. Dos Santos Oliveira, A. D. Dowling, L. Dreyfus, W. Duan, P. Duda, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M. M. Duras, J. M. Durham, O. D. Durmus, K. Duwe, A. Dziurda, S. Easo, E. Eckstein, U. Egede, S. Eisenhardt, E. Ejopu, L. Eklund, M. Elashri, D. Elizondo Blanco, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, T. Evans, F. Fabiano, S. Faghih, L. N. Falcao, B. Fang, R. Fantechi, L. Fantini, M. Faria, K. Farmer, F. Fassin, D. Fazzini, L. Felkowski, C. Feng, M. Feng, A. Fernandez Casani, M. Fernandez Gomez, B. Fernandez Rodino, J. Fernandez-John, A. D. Fernez, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, R. A. Fini, R. Fiorenza, M. Fiorini, M. Firlej, D. S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, A. Fomin, M. Fontana, M. Fontes Vaz, L. A. Foreman, R. Forty, D. Foulds-Holt, V. Franco Lima, M. Franco Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D. A. Friday, J. Fu, Y. Fu, Q. Führing, T. Fulghesu, G. Galati, M. D. Galati, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, B. Ganie, H. Gao, R. Gao, T. Q. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Y. Gao, L. M. Garcia Martin, P. Garcia Moreno, J. García Pardiñas, P. Gardner, L. Garrido, C. Gaspar, A. Gavrikov, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, S. Ghizzo, Z. Ghorbanimoghaddam, F. I. Giasemis, V. Gibson, H. K. Giemza, A. L. Gilman, M. Giovannetti, A. Gioventù, L. Girardey, M. A. Giza, F. C. Glaser, V. V. Gligorov, C. Göbel, L. Golinka-Bezshyyko, E. Golobardes, A. Golutvin, S. Gomez Fernandez, A. G. Gomez Mongui, W. Gomulka, F. Goncalves Abrantes, I. Gonçales Vaz, M. Goncerz, G. Gong, S. Gong, J. A. Gooding, C. Gotti, E. Govorkova, J. P. Grabowski, L. A. Granado Cardoso, R. Grande Quartieri, E. Graugés, E. Graverini, L. Grazette, G. Graziani, A. T. Grecu, N. A. Grieser, L. Grillo, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, A. -K. Guseinov, Y. Guz, T. Gys, K. Habermann, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. Haken, G. Hallett, P. M. Hamilton, Q. Han, S. Han, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T. J. Harris, L. Hartman, M. Hartmann, S. Hashmi, J. He, N. Heatley, A. Hedes, F. Hemmer, C. Henderson, R. Henderson, R. D. L. Henderson, A. M. Hennequin, K. Hennessy, J. Herd, P. Herrero Gascon, J. Heuel, A. Heyn, A. Hicheur, G. Hijano Mendizabal, J. Horswill, R. Hou, Y. Hou, D. C. Houston, N. Howarth, W. Hu, X. Hu, W. Hulsbergen, R. J. Hunter, D. Hutchcroft, M. Idzik, P. Ilten, A. Iohner, S. Jacevicius, H. Jage, S. J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, T. Jakoubek, E. Jans, A. Jawahery, C. Jayaweera, A. Jelavic, V. Jevtic, Z. Jia, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, Y. J. Jiang, E. Jimenez Moya, N. Jindal, M. John, A. John Rubesh Rajan, D. Johnson, C. R. Jones, S. Joshi, B. Jost, J. Juan Castella, N. Jurik, I. Juszczak, K. Kalecinska, D. Kaminaris, S. Kandybei, M. Kane, Y. Kang, C. Kar, M. Karacson, A. Kauniskangas, J. W. Kautz, M. K. Kazanecki, F. Keizer, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, S. Kholodenko, V. Kholoimov, G. Khreich, F. Kiraz, T. Kirn, V. S. Kirsebom, N. Kleijne, A. Kleimenova, D. Klekots, K. Klimaszewski, M. R. Kmiec, T. Knospe, R. Kolb, S. Koliiev, L. Kolk, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, P. Koppenburg, A. Korchin, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, E. Kowalczyk, O. Kravcov, M. Kreps, W. Krupa, W. Krzemien, O. Kshyvanskyi, S. Kubis, M. Kucharczyk, A. Kupsc, A. Kurzina, V. Kushnir, B. Kutsenko, J. Kvapil, I. Kyryllin, D. Lacarrere, P. Laguarta Gonzalez, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R. Le Gac, H. Lee, R. Lefèvre, M. Lehuraux, E. Lemos Cid, O. Leroy, T. Lesiak, E. D. Lesser, B. Leverington, A. Li, C. Li, C. Li, H. Li, J. Li, K. Li, L. Li, L. Li, P. Li, P. -R. Li, Q. Li, T. Li, T. Li, W. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Li, Z. Lian, Q. Liang, X. Liang, Z. Liang, S. Libralon, A. Lightbody, J. Lin, S. Lin, T. Lin, R. Lindner, H. Linton, R. Litvinov, D. Liu, F. L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, W. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. L. Liu, G. Loachamin Ordonez, I. Lobo, A. Lobo Salvia, A. Loi, T. Long, F. C. L. Lopes, J. H. Lopes, A. Lopez Huertas, C. Lopez Iribarnegaray, Q. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, M. Lupberger, E. Luppi, K. Lynch, J. Lyu, S. Lyu, X. -R. Lyu, H. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, B. Mack, I. Mackay, L. M. Mackey, L. R. Madhan Mohan, M. J. Madurai, D. Magdalinski, J. J. Malczewski, S. Malde, L. Malentacca, G. Manca, C. Mancuso, R. Manera Escalero, A. Mangalasseri, F. M. Manganella, R. Mangrulkar, D. Manuzzi, S. Mao, D. Marangotto, J. F. Marchand, R. Marchevski, U. Marconi, E. Mariani, S. Mariani, C. Marin Benito, J. Marks, A. M. Marshall, L. Martel, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, C. Martinez, A. Martinez Armas, D. Martinez Gomez, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Martorell i Granollers, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, C. Matteuzzi, K. R. Mattioli, L. Matzner, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, P. Mayencourt, J. Mazorra de Cos, M. Mazurek, D. Mazzanti Tarancon, M. McCann, N. T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, S. E. R. Medaer, D. Melnychuk, D. Mendoza Granada, P. Menendez Valdes Perez, F. M. Meng, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, D. Miao, H. Miao, M. Mikhasenko, D. A. Milanes, A. Minotti, E. Minucci, B. Mitreska, D. S. Mitzel, R. Mocanu, A. Modak, L. Moeser, R. D. Moise, E. F. Molina Cardenas, T. Mombächer, M. Monk, T. Monnard, S. Monteil, A. Morcillo Gomez, G. Morello, M. J. Morello, M. P. Morgenthaler, A. Moro, J. Moron, W. Morren, A. B. Morris, A. G. Morris, R. Mountain, Z. Mu, N. Muangkod, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, F. Muñoz-Rojas, V. Mytrochenko, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, G. Napoletano, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, J. Nicolini, D. Nicotra, E. M. Niel, L. Nisi, Q. Niu, B. K. Njoki, P. Nogarolli, P. Nogga, J. Nombela Royo, C. Normand, A. Novo Cal, J. Novoa Fernandez, G. Nowak, H. N. Nur, A. Oblakowska-Mucha, T. Oeser, O. Okhrimenko, R. Oldeman, F. Oliva, E. Olivart Pino, M. Olocco, R. H. O'Neil, J. S. Ordonez Soto, D. Osthues, J. M. Otalora Goicochea, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, F. Paciolla, A. Padee, K. O. Padeken, B. Pagare, T. Pajero, A. Palano, L. Palini, L. Palombini, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, S. Paniskaki, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L. L. Pappalardo, C. Pappenheimer, C. Parkes, D. Parmar, G. Passaleva, D. Passaro, A. Pastore, M. Patel, J. Patoc, C. Patrignani, A. Paul, C. J. Pawley, A. Pellegrino, J. Peng, X. Peng, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, H. Pereira Da Costa, M. Pereira Martinez, A. Pereiro Castro, C. Perez, A. Perez Casas, P. Perret, A. Perrevoort, A. Perro, M. J. Peters, A. Petkovic, K. Petridis, A. Petrolini, S. Pezzulo, J. P. Pfaller, H. Pham, L. Pica, M. Piccini, L. Piccolo, B. Pietrzyk, R. N. Pilato, D. Pinci, F. Pisani, M. Pizzichemi, V. M. Placinta, M. Plo Casasus, T. Poeschl, F. Polci, M. Poli Lener, A. Poluektov, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, K. Popp, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, A. Puicercus Gomez, G. Punzi, J. R. Pybus, Q. Qian, W. Qian, N. Qin, R. Quagliani, R. I. Rabadan Trejo, B. Rachwal, R. Racz, J. H. Rademacker, M. Rama, M. Ramírez García, V. Ramos De Oliveira, M. Ramos Pernas, G. Ramsey, M. S. Rangel, G. Raven, M. Rebollo De Miguel, F. Redi, J. Reich, F. Reiss, Z. Ren, P. K. Resmi, M. Ribalda Galvez, R. Ribatti, G. Ricart, D. Riccardi, S. Ricciardi, K. Richardson, M. Richardson-Slipper, F. Riehn, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, E. Rodrigues, A. Rodriguez Alvarez, E. Rodriguez Fernandez, J. A. Rodriguez Lopez, E. Rodriguez Rodriguez, J. Roensch, A. Rogovskiy, D. L. Rolf, P. Roloff, A. Romano, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, G. Romolini, F. Ronchetti, T. Rong, W. Rose, M. Rotondo, M. S. Rudolph, M. Ruiz Diaz, J. Ruiz Vidal, J. Ruz Armendariz, J. J. Saavedra-Arias, J. J. Saborido Silva, D. Sahoo, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, L. Santoro, E. Santovetti, A. Saputi, A. Sarnatskiy, G. Sarpis, M. Sarpis, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, H. Sazak, F. Sborzacchi, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, N. Schmidt, S. Schmitt, H. Schmitz, O. Schneider, A. Schopper, N. Schulte, H. Schumacher, M. H. Schune, G. Schwering, B. Sciascia, A. Sciuccati, G. Scriven, I. Segal, S. Sellam, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D. M. Shangase, R. S. Sharma, L. Shchutska, T. Shears, S. Shelton, J. Shen, Z. Shen, S. Sheng, B. Shi, J. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, E. Shmanin, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singha, I. Siral, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M. W. Slater, E. Smith, M. Smith, L. Soares Lavra, M. D. Sokoloff, F. J. P. Soler, A. Solomin, K. Solovieva, N. S. Sommerfeld, R. Song, Y. Song, Y. Song, Y. S. Song, F. L. Souza De Almeida, G. Souza De Castro, B. Souza De Paula, K. M. Sowa, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, J. G. Speer, P. Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, M. Stefaniak, O. Steinkamp, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, M. Sun, D. Sundfeld, P. Svihra, V. Svintozelskyi, J. Swallow, K. Swientek, F. Swystun, A. Szabelski, T. Szumlak, Y. Tan, Y. Tang, Y. T. Tang, M. D. Tat, J. A. Teijeiro Jimenez, F. Terzuoli, F. Teubert, E. Thomas, D. J. D. Thompson, A. R. Thomson-Strong, R. Thornton, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, T. T. Todorov, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, T. Tork, L. Toscano, D. Y. Tou, C. Trippl, G. Tuci, N. Tuning, L. H. Uecker, A. Ukleja, A. Upadhyay, B. Urbach, A. Usachov, U. Uwer, V. Vagnoni, A. Vaitkevicius, A. Valassi, V. Valcarce Cadenas, G. Valenti, N. Valls Canudas, J. van Eldik, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, C. B. Van Hulse, R. Van Laak, M. van Veghel, P. Varrella, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. Vázquez Sierra, S. Vecchi, J. Velilla Serna, J. J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Verdoglia, M. Vesterinen, W. Vetens, D. Vico Benet, P. Vidrier Villalba, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, A. Villa, P. Vincent, B. Vivacqua, F. C. Volle, D. vom Bruch, K. Vos, C. Vrahas, J. Wagner, J. Walsh, N. Walter, E. J. Walton, G. Wan, A. Wang, B. Wang, C. Wang, C. Wang, G. Wang, H. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, N. W. Wang, R. Wang, X. Wang, X. Wang, X. Wang, X. W. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. H. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J. A. Ward, A. Wasili, M. Waterlaat, N. K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, Z. Weida, J. Wendel, B. D. C. Westhenry, A. S. White, C. White, M. Whitehead, E. Whiter, A. R. Wiederhold, D. Wiedner, M. A. Wiegertjes, C. Wild, G. Wilkinson, M. K. Wilkinson, M. Williams, M. J. Williams, M. R. J. Williams, R. Williams, S. Williams, Z. Williams, F. F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, T. Wolf, E. Wood, G. Wormser, S. A. Wotton, H. Wu, J. Wu, X. Wu, Y. Wu, Z. Wu, K. Wyllie, S. Xian, Z. Xiang, Y. Xie, T. X. Xing, A. Xu, L. Xu, M. Xu, R. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, S. Yadav, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C. Y. Yu, J. Yu, K. Yu, X. Yuan, Y Yuan, S. Zalambani, J. A. Zamora Saa, F. Zangari, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, S. H Zeng, C. Zhang, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. L. Zhang, Y. Zhang, Z. Zhang, J. Zhao, M. Zhao, Y. Zhao, A. Zhelezov, S. Z. Zheng, X. Z. Zheng, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, V. Zhovkovska, L. Z. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, T. Zies, D. Zuliani, X. Zuo
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कल्पना कीजिए कि ब्रह्मांड एक विशाल, ब्रह्मांडीय रसोईघर है जहाँ कण सामग्रियाँ (ingredients) हैं। दशकों से, भौतिकविद् एक बहुत ही सख्त रेसिपी बुक का पालन कर रहे हैं जिसे 'स्टैंडर्ड मॉडल' कहा जाता है। यह किताब हमें बताती है कि कणों को ठीक से कैसे मिश्रण करना चाहिए, कैसे नृत्य करना चाहिए और एक-दूसरे में कैसे बदलना चाहिए। यह लंबे समय से एक आदर्श रेसिपी रही है, जिसने लगभग हर उस व्यंजन की भविष्यवाणी की है जो ब्रह्मांड परोसता है। लेकिन हाल ही में, रसोइयों ने रसोई के एक विशिष्ट कोने में कुछ अजीब होते देखा है: एक दुर्लभ प्रक्रिया जहाँ एक भारी कण जिसे B-मेसॉन कहा जाता है, एक हल्के कण और म्यूऑन (जो इलेक्ट्रॉन्स के भारी चचेरे भाई जैसे हैं) की एक जोड़ी में टूट जाता है। रेसिपी बुक के अनुसार, यह नृत्य एक बहुत ही विशिष्ट लय में होना चाहिए। हालाँकि, जब वैज्ञानिक कणों को नाचते हुए देखते हैं, तो वे देखते हैं कि कुछ कदम संगीत के साथ पूरी तरह मेल नहीं खाते। ऐसा लगता है जैसे नर्तक कंडक्टर के साथ थोड़े तालमेल से बाहर हैं। इसने एक बड़ी पहेली को जन्म दिया है: क्या रेसिपी बुक गलत है, या क्या कोई छिपा हुआ घटक है जिसे हमने अभी तक ध्यान में नहीं रखा है? यह वह मंच है जहाँ CERN के LHCb प्रयोग के वैज्ञानिकों की एक नई टीम इस मामले की जांच करने के लिए आगे आती है।
यह शोध पत्र उस अजीब नृत्य के एक हाई-डेफिनिशन, स्लो-मोशन रीप्ले की तरह है, लेकिन एक ट्विस्ट के साथ। डेटा को बड़े, धुंधले टुकड़ों में देखने के बजाय, वैज्ञानिकों ने तय किया कि वे बिना रुके हर एक फ्रेम को फिल्माएंगे। उन्होंने अविश्वसनीय गति से प्रोटॉन को आपस में टकराने से प्राप्त डेटा के एक विशाल भंडार का उपयोग करके, एक K-स्टार मेसॉन और दो म्यूऑन में B-मेसॉन के क्षय (decay) का अध्ययन किया। उनकी जांच की कुंजी एक "मॉडल-स्वतंत्र" (model-independent) दृष्टिकोण था। आमतौर पर, वैज्ञानिक डेटा को एक पूर्व-निर्मित सिद्धांत में फिट करने की कोशिश करते हैं, जैसे किसी चौकोर टुकड़े को गोल छेद में जबरदस्ती डालने की कोशिश करना। इसके बजाय, इन शोधकर्ताओं ने 'लेजेंड्रे पॉलिनोमिअल्स' (Legendre polynomials) नामक एक गणितीय उपकरण का उपयोग किया (इन्हें लचीले, लहराते पैमाने या रूलर की तरह समझें) ताकि उस नृत्य के आकार का सटीक वर्णन किया जा सके जैसा कि वह वास्तव में दिखाई दे रहा था, बिना इसे किसी भी अपेक्षित रूप में मजबूर किए। उन्होंने ऊर्जा की एक विशिष्ट सीमा पर ध्यान केंद्रित किया, जो 1.1 और 8.0 GeV²/c⁴ के बीच है, जो दो अन्य ज्ञात कण अनुनादों (resonances) के बीच का सबसे दिलचस्प क्षेत्र है।
इस "स्लो-मोशन" विश्लेषण के परिणाम काफी रोमांचक हैं। जब उन्होंने अपने लचीले पैमानों से नृत्य की चालों का पुनर्निर्माण किया, तो उन्होंने पाया कि म्यूऑन्स की लय स्टैंडर्ड मॉडल की भविष्यवाणी से मेल नहीं खाती। विशेष रूप से, उन्होंने "ट्रांसवर्सिटी एम्प्लीट्यूड" (transversity amplitudes) से संबंधित एक मात्रा को मापा (जो यह बताती है कि क्षय के दौरान कण कैसे घूमते हैं और खुद को व्यवस्थित करते हैं) और विचलनों को पाया। जब उन्होंने इन विचलनों को "विल्सन गुणांकों" (Wilson coefficients) की भाषा में अनुवादित किया (जो मशीन के उन नॉब्स की तरह हैं जो कुछ बलों की शक्ति को नियंत्रित करते हैं), तो उन्होंने पाया कि एक विशिष्ट बल के लिए नॉब, जिसे C9 कहा जाता है, स्टैंडर्ड मॉडल द्वारा अपेक्षित मान से काफी दूर घूम गया था। पेपर में कहा गया है कि यह विचलन अपेक्षित मान से 4.3 और 4.8 मानक विचलन (σ) के बीच है। कण भौतिकी की दुनिया में, 5-सिग्मा परिणाम को आमतौर पर एक "खोज" के लिए स्वर्ण मानक माना जाता है, इसलिए हालांकि यह अभी वहां तक नहीं पहुँचा है, फिर भी यह एक बहुत ही मजबूत संकेत है—जैसे कि स्मोक डिटेक्टर पर एक तेज़, निरंतर बीप जो यह सुझाव देती है कि वायरिंग के साथ निश्चित रूप से कुछ गलत है।
वैज्ञानिकों ने यह भी जांचा कि क्या इस अजीबोगरीब स्थिति को कणों की अपनी जटिल और अव्यवस्थित अंतःक्रियाओं (जिसे 'हैड्रोनिक प्रभाव' कहा जाता है) द्वारा समझाया जा सकता है या यह 'न्यू फिजिक्स' है। किसी विशिष्ट मॉडल को माने बिना एम्प्लीट्यूड को सीधे मापकर, उन्होंने दिखाया कि यह दृष्टिकोण उन्हें कणों की अंतःक्रियाओं के "शोर" (noise) को न्यू फिजिक्स के संभावित सिग्नल से अलग करने की अनुमति देता है। उन्होंने पाया कि उनके सावधानीपूर्वक मापन के बावजूद, विसंगति बनी हुई है। उन्होंने डेटा को विभाजित करने के विभिन्न तरीकों (binning schemes) का परीक्षण किया, और सबसे विस्तृत स्लाइस में, विचलन और भी मजबूत हो गया, जो 4.8σ तक पहुँच गया। यह सुझाव देता है कि हम जितनी सटीकता से देखते हैं, नृत्य उतना ही पुराने रेसिपी से बाहर होता जाता है।
संक्षेप में, यह पेपर अभी यह दावा नहीं करता है कि उसने एक नया कण या एक नया बल खोज लिया है। इसके बजाय, यह इस विशिष्ट कण क्षय का सबसे सटीक, लचीला और मॉडल-मुक्त मानचित्र प्रदान करता है जो अब तक बना है। यह पुष्टि करता है कि "फ्लेवर विसंगतियां" (strange dance steps) वास्तविक और निरंतर हैं, और यह वैज्ञानिक समुदाय को एक शक्तिशाली नया उपकरण देता है जिससे यह पता लगाया जा सके कि क्या ब्रह्मांड अपनी रेसिपी बुक में एक नया घटक छिपा रहा है या क्या पुरानी रेसिपी को बस एक बहुत ही सावधानीपूर्ण, जटिल समायोजन की आवश्यकता है। लेखक निष्कर्ष निकालते हैं कि अधिक डेटा और बेहतर सैद्धांतिक उपकरणों के साथ, यह दृष्टिकोण यह सुलझाने में महत्वपूर्ण होगा कि ब्रह्मांड के कण थोड़े अलग ताल पर क्यों नाच रहे हैं।
तकनीकी सारांश: B0→K∗0μ+μ− क्षय के ट्रांसवर्सिटी एम्प्लीट्यूड का मॉडल-स्वतंत्र मापन
समस्या और प्रेरणा
फ्लेवर-चेंजिंग न्यूट्रल करंट्स (Flavour-changing neutral currents) स्टैंडर्ड मॉडल (SM) में दमित होते हैं, जिससे b→sℓ+ℓ− संक्रमण जैसी प्रक्रियाएं न्यू फिजिक्स (NP) के लिए संवेदनशील प्रोब बन जाती हैं। B0→K∗0μ+μ− क्षयों के ब्रांचिंग फ्रैक्शन्स और कोणीय अवलोकनीय (angular observables) के हालिया मापन ने SM भविष्यवाणियों के साथ विसंगतियां दिखाई हैं, जिन्हें सामूहिक रूप से 'फ्लेवर विसंगतियां' (flavour anomalies) कहा जाता है। विशिष्ट चैनलों में 3.6 से 4.1 मानक विचलन (standard deviations) के स्तर पर देखी गई ये विसंगतियां, संभावित रूप से NP योगदान या अनै accounted SM हैड्रोनिक प्रभावों की ओर संकेत करती हैं।
इन विसंगतियों की व्याख्या करने में एक महत्वपूर्ण चुनौती शॉर्ट-डिस्टेंस NP योगदानों और लॉन्ग-डिस्टेंस हैड्रोनिक प्रभावों के बीच अंतर करना है, जो डायलीलटन इनवेरिएंट मास स्क्वेयर्ड, q2 पर अलग-अलग निर्भरता प्रदर्शित करते हैं। पिछले विश्लेषण अक्सर शॉर्ट- और लॉन्ग-डिस्टेंस योगदानों को अलग करने के लिए q2-निर्भरता के मॉडल-डिपेंडेंट विवरणों पर निर्भर रहे हैं। हालांकि, ऐसे मॉडलों में लॉन्ग-डिस्टेंस योगदानों की सटीकता अभी भी सैद्धांतिक बहस का विषय है। फलस्वरूप, एक मॉडल-स्वतंत्र दृष्टिकोण की आवश्यकता है जो बाहरी सैद्धांतिक भविष्यवाणियों पर निर्भर किए बिना या शॉर्ट- और लॉन्ग-डिस्टेंस योगदानों को स्पष्ट रूप से अलग किए बिना, डेटा से सीधे क्षय एम्प्लीट्यूड (decay amplitudes) को मापे। यह संभावित NP के विशिष्ट q2-व्यवहार के प्रति संवेदनशीलता को बढ़ाते हुए, q2 के फलन के रूप में कोणीय अवलोकनीयों का एक निरंतर विवरण प्रदान करने की अनुमति देता है।
कार्यप्रणाली (Methodology)
यह शोध पत्र LHCb प्रयोग द्वारा रिकॉर्ड किए गए प्रोटॉन-प्रोटॉन टक्कर डेटा का उपयोग करके B0→K∗0(→K+π−)μ+μ− क्षय के अनबिन्डेड एम्प्लीट्यूड विश्लेषण (unbinned amplitude analysis) को प्रस्तुत करता है। डेटासेट 7, 8, और 13 TeV के सेंटर-ऑफ-मास ऊर्जाओं पर एकत्रित 8.4fb−1 की एकीकृत ल्यूमिनोसिटी (integrated luminosity) के अनुरूप है। विश्लेषण 1.1<q2<8.0GeV2/c4 के q2 क्षेत्र पर केंद्रित है, जो ϕ और J/ψ रेजोनेंस के बीच स्थित है ताकि उन क्षेत्रों से बचा जा सके जहाँ एम्प्लीट्यूड तेजी से बदलते हैं और जिन्हें मॉडल करना कठिन होता है।
इस कार्यप्रणाली का मुख्य भाग लेजेंड्रे पॉलिनोमिअल्स (Legendre polynomials) का उपयोग करके क्षय एम्प्लीट्यूड का मॉडल-स्वतंत्र पैरामीट्राइजेशन है। विभेदक क्षय दर (differential decay rate) को पांच काइनेमैटिक वेरिएबल्स द्वारा वर्णित किया जाता है: Kπ सिस्टम का स्क्वेयर्ड इनवेरिएंट मास, q2, और तीन कोण (θℓ,θK,ϕ)। क्षय एम्प्लीट्यूड को क्रम तीन तक के लेजेंड्रे पॉलिनोमिअल्स के रैखिक संयोजन के रूप में निर्मित किया जाता है:
A(q2)=α0L0(q2)+α1L1(q2)+α2L2(q2)+α3L3(q2)
जहाँ αi जटिल एम्प्लीट्यूड घटक (complex amplitude components) हैं। यह विकल्प एम्प्लीट्यूड घटकों के बीच सहसंबंधों (correlations) को कम करने के लिए लेजेंड्रे पॉलिनोमिअल्स की ऑर्थोगोनैलिटी (orthogonality) का लाभ उठाता है, जो पिछले अनुभवजन्य (empirical) पैरामीट्राइजेशन की तुलना में फिट स्थिरता में सुधार करता है।
विश्लेषण एम्प्लीट्यूड घटकों के वास्तविक और काल्पनिक भागों को फिट पैरामीटर के रूप में मानता है, जिससे q2-निर्भरता में विच्छिन्नता (discontinuities) से बचा जा सके। निरंतर समरूपताओं (continuous symmetries) को हल करने के लिए एक बेसिस-फिक्सिंग कंडीशन लागू की जाती है, जिससे एम्प्लीट्यूड का एक अद्वितीय सेट प्राप्त होता है। S-वेव योगदान को एक न्युसेंस पैरामीटर (nuisance parameter) के रूप में माना जाता है, जिसे q2 में एक समान फलन के रूप में मॉडल किया गया है, क्योंकि इसका प्रभाव सांख्यिकीय अनिश्चितताओं की तुलना में नगण्य है।
सिग्नल चयन में कड़े पार्टिकल आइडेंटिफिकेशन, टोपोलॉजिकल आवश्यकताएं, और मिसआइडेंटिफाइड हैड्रोन, पीकिंग बैकग्राउंड (जैसे B0→K∗0J/ψ), और कॉम्बिनेटोरियल बैकग्राउंड को दबाने के लिए बूस्टेड डिसीजन ट्री (BDT) क्लासिफायर का उपयोग शामिल है। इनवेरिएंट मास और चार कोणीय वेरिएबल्स पर एक साथ एक अनबिन्डेड एक्सटेंडेड मैक्सिमम-लाइक्लीहुड फिट (unbinned extended maximum-likelihood fit) किया जाता है। सिग्नल प्रोबेबिलिटी डेंसिटी फंक्शन (PDF) चार-आयामी विभेदक क्षय दर को एक चार-आयामी एक्सेप्टेंस फंक्शन के साथ सम्मिलित करता है, जिसे लेजेंड्रे पॉलिनोमिअल्स के उत्पाद के रूप में मॉडल किया गया है।
प्रमुख योगदान
- प्रथम मॉडल-स्वतंत्र एम्प्लीट्यूड मापन: यह कार्य निर्दिष्ट q2 रेंज में लेजेंड्रे पॉलिनोमिअल्स का उपयोग करके B0→K∗0μ+μ− के ट्रांसवर्सिटी एम्प्लीट्यूड का पहला मॉडल-स्वतंत्र मापन प्रदान करता है।
- निरंतर q2 निर्भरता: एम्प्लीट्यूड निष्कर्षण में q2 बिनिंग से बचकर, यह विश्लेषण को q2 के निरंतर फलन के रूप में कोणीय अवलोकनीयों का निर्माण करने की अनुमति देता है। यह लचीलापन ग्लोबल विश्लेषणों और हैड्रोनिक प्रभावों बनाम NP के q2-व्यवहार के संबंध में सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के परीक्षण के लिए महत्वपूर्ण है।
- CP-एवरेज्ड ऑब्जर्वेबल्स: यह मापन संयुक्त B0 और Bˉ0 डेटासेट्स पर किया गया है, जो CP-एवरेज्ड ऑब्जर्वेबल्स प्रदान करता है।
- सिस्टमैटिक अनिश्चितता हैंडलिंग: विश्लेषण में व्यवस्थित अनिश्चितताओं (systematic uncertainties) का व्यापक मूल्यांकन शामिल है, विशेष रूप से काइनेमैटिक और ट्रिगर सुधारों से संबंधित, जो व्यवस्थित त्रुटि के प्रमुख स्रोत पाए गए हैं।
परिणाम
फिट एम्प्लीट्यूड घटकों और उनके सहसंबंधों को प्रदान करता है, जिनका उपयोग CP-एवरेज्ड कोणीय अवलोकनीयों (Si और AFB) के निर्माण के लिए किया जाता है।
- अवलोकनीय (Observables): मापे गए अवलोकनीय, विशेष रूप से S5 और फॉरवर्ड-बैकवर्ड असिमेट्री (AFB),
flavioपैकेज का उपयोग करके की गई SM भविष्यवाणियों से विचलन दिखाते हैं। - विल्सन कोएफिशिएंट्स (Wilson Coefficients):
flavioफ्रेमवर्क के भीतर परिणामों की व्याख्या करते हुए, यह विश्लेषण प्रभावी विल्सन कोएफिशिएंट C9 को सीमित करता है।- बेसलाइन बिनिंग स्कीम (पिछले LHCb बिन्ड विश्लेषण के समान) का उपयोग करते हुए, विल्सन कोएफिशिएंट C9 के इसके SM अपेक्षा से विचलन 4.3σ पाया गया है।
- जब अवलोकनीयों के निर्माण के लिए संकीर्ण q2 बिन्स (बेसलाइन बिन्स के आकार का एक-चौथाई) का उपयोग किया जाता है, तो संवेदनशीलता बढ़ जाती है, और विचलन बढ़कर 4.8σ हो जाता है।
- संगति (Consistency): कोणीय अवलोकनीयों के परिणाम हालिया LHCb बिन्ड कोणीय विश्लेषण के साथ अच्छी सहमति में हैं, जो मॉडल-स्वतंत्र दृष्टिकोण की वैधता की पुष्टि करते हैं।
महत्व
यह शोध पत्र दावा करता है कि यह मॉडल-स्वतंत्र दृष्टिकोण सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के मजबूत परीक्षणों को सक्षम बनाता है, जिससे संभावित रूप से स्टैंडर्ड मॉडल से परे भौतिकी (NP) के योगदानों से हैड्रोनिक प्रभावों को अलग करने में मदद मिलती है। C9 में 4.3σ से 4.8σ के स्तर पर देखे गए विचलन b→sℓ+ℓ− संक्रमणों में फ्लेवर विसंगतियों के अस्तित्व को पुख्ता करते हैं। लेखक कहते हैं कि जैसे-जैसे सैद्धांतिक भविष्यवाणियां बेहतर होंगी और बड़े डेटासेट्स उपलब्ध होंगे, यह एम्प्लीट्यूड-आधारित दृष्टिकोण इन विसंगतियों के मूल के बारे में गहरी अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा, जो भविष्य में S-वेव, CP-एसिमेट्रीज और स्केलर एम्प्लीट्यूड के अधिक सटीक मापन की अनुमति दे सकता है।
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